O sută de ani de revoluție cuantică
Anul internațional al științelor și tehnologiilor cuantice (AISQ) va fi inaugurat miercuri la sediul UNESCO din Paris și are obiectivul de 'a sensibiliza omenirea cu privire la importanța' acestei revoluții centenare.
Pentru a marca evenimentul, AFP a publicat duminică un articol ce conține câteva elemente-cheie și explicații care să îi ajute pe cititori să înțeleagă mai bine universul infinitezimal.
Unde și corpusculi
'Principiile fizicii clasice și, într-un sens mai general, conceptele familiare, cele cu care ne confruntăm în viața de zi cu zi, nu sunt pertinente decât într-o lume limitată. La porțile universului infinitezimal, ele par că intră brutal în faliment', a explicat fizicianul și filosoful Etienne Klein în cartea sa intitulată 'Petit voyage dans le monde des quanta' ('Scurtă călătorie în lumea cuantelor'), publicată de editura Flammarion.
Această constatare derutantă a fost făcută de mai mulți fizicieni - inclusiv de Max Planck și Albert Einstein - la începutul secolului al XX-lea. În acea epocă, progresele științifice și tehnologice permiteau observarea unor fenomene care s-au dovedit a fi inexplicabile prin legile fizicii clasice.
Acestea din urmă împart lumea în două tipuri de obiecte a căror natură este, a priori, incompatibilă: 'corpusculi' - entități materiale localizate în spațiu - și unde - perturbații care se propagă în timp ce transportă energie.
Or, lumina, care are în mod clar caracteristici ondulatorii, pare să se comporte uneori ca și cum ar fi compusă din granule de energie: 'cuante', după cum le-a denumit Max Planck. Aceleași întrebări se pun și în cazul electronului.
A apărut atunci o idee revoluționară: în universul infinitezimal, particulele sunt în același timp corpusculi și unde.
Această dualitate le conferă proprietăți de neimaginat în lumea macroscopică, cum ar fi 'superpoziția': o particulă poate avea simultan mai multe poziții, viteze sau niveluri de energie diferite.
O fizică a probabilităților
Cum ar putea fi descris comportamentul unor astfel de particule, ale căror proprietăți nu au o valoare definită, cum ar fi celebra pisică a lui Schrodinger, închisă într-o cutie alături de o fiolă cu otravă și pe care suntem obligați să o considerăm atât vie, cât și moartă? Prin utilizarea probabilităților.
În urmă cu 100 de ani, în 1925, Erwin Schrodinger și Werner Heisenberg au elaborat un ansamblu de instrumente matematice complexe care ajută la prezicerea rezultatelor unor măsurători efectuate asupra unei particule, precum și a probabilității de a obține una dintre ele în cadrul unui experiment dat.
'Fizica cuantică descrie lumea prin intermediul matematicii care se desfășoară în spații abstracte, foarte îndepărtate de lumea noastră. Dacă te afli într-un spațiu Hilbert (care poate avea un număr infinit de dimensiuni - n.red.), manipulezi obiecte matematice stranii', sublinia recent Alain Aspect, laureat al premiului Nobel pentru fizică în 2022.
'Însă asta funcționează! Îți permite să descrii faptul că materia este stabilă sau modul în care lumina este emisă de atomi', a explicat el în fața reprezentanților presei cu ocazia lansării cărții sale intitulate 'Si Einstein avait su' ('Dacă Einstein ar fi știut'), publicată de editura Odile Jacob.
Fizica cuantică permite să prezicem o altă proprietate a universului infinitezimal: intricația. Dacă două particule separate în spațiu au interacționat în trecut, ele rămân legate: starea (poziția, nivelul de energie, etc.) uneia depinde imediat de starea celeilalte.
Aplicații revoluționare
Oricât de îndepărtată ar putea să pară de lumea noastră, fizica cuantică face parte din viața de zi cu zi a oamenilor: tranzistorul - o piesă componentă-cheie în toate aparatele electronice, ce permite amplificarea unui semnal electric -, laserul, RMN-ul și LED-urile s-au născut datorită ei.
Noi aplicații sunt pe cale să vadă lumina zilei. Cum ar fi cazul criptografiei cuantice, în care sunt utilizate particule intricate pentru a crea cheia de cifrare, pentru a o face inviolabilă.
Însă marea speranță este calculatorul cuantic. Biții computerului clasic, care nu pot avea decât două stări (0 și 1), sunt înlocuiți de particule, denumite 'qubiți'. Datorită superpoziției și intricației, aceștia din urmă au o infinitate de stări posibile între 0 și 1, iar puterea lor de calcul este multiplicată.
Computerul cuantic poate trata în timp record operațiuni extrem de complexe, cum ar fi previziunile meteorologice și echilibrarea rețelei electrice.
Însă obstacolele pentru fabricarea lui sunt enorme. Cel mai important dintre acestea este 'decoerența': pe măsură ce particulele interacționează cu mediul în care se află, ele își pierd proprietățile cuantice, generând erori de calcul.
Acest fenomen crește odată cu numărul de qubiți și, deși cercetătorii lucrează la găsirea unor soluții tehnologice, nu se știe dacă acestea există. 'În definitiv, ar putea exista anumite legi fundamentale care acționează în așa fel încât, dincolo de o anumită mărime, modelul cuantic nu mai funcționează', a explicat Alain Aspect. AGERPRES/(AS - autor: Florin Bădescu, editor online: Ada Vîlceanu)
Sursa foto: www.unesco.org
Conținutul website-ului www.agerpres.ro este destinat exclusiv informării publice. Toate informaţiile publicate pe acest site de către AGERPRES sunt protejate de dispoziţiile legale incidente. Sunt interzise copierea, reproducerea, recompilarea, modificarea, precum şi orice modalitate de exploatare a conţinutului acestui website. Informaţiile transmise pe www.agerpres.ro pot fi preluate, în conformitate cu legislaţia aplicabilă, în limita a 500 de semne. Detalii în secţiunea Condiţii de utilizare. Dacă sunteţi interesaţi de preluarea ştirilor AGERPRES, vă rugăm să contactaţi Direcţia Marketing - [email protected].
Alte știri din categorie
India/ Cel puțin trei morți în urma inundațiilor din Jammu și Cașmir
Cel puțin trei persoane, inclusiv doi copii, și-au pierdut viața în urma inundațiilor și alunecărilor de teren care au afectat zona Ramban din regiunea Jammu și Cașmir, controlată de India, au anunțat duminică autoritățile, transmite agenția Xinhua. Numeroase case și alte proprietăți au fost fie luate de ape, fie puternic deteriorate de
Indonezia/ Erupție a vulcanului Marapi
Vulcanul Marapi, situat în regențele Agam și Tanah Datar din provincia indoneziană Sumatra de Vest, a erupt din nou, sâmbătă, aruncând cenușă vulcanică până la 1.000 de metri deasupra vârfului său, transmite duminică agenția VNA. Centrul indonezian de vulcanologie și atenuarea riscurilor geologice (PVMBG) a raport
Circa 15% dintre terenurile arabile ale lumii sunt contaminate cu metale grele (studiu)
Între 14% și 17% dintre terenurile arabile ale lumii sunt contaminate cu cel puțin o substanță din categoria metalelor grele, o poluare ce prezintă un risc pentru sănătatea a până la 1,4 miliarde de oameni, au avertizat săptămâna aceasta oamenii de știință, transmite AFP. Un
Australia/ Valuri uriașe pe coasta de est; 6 persoane au murit înecate
Un pescar aflat pe stânci și-a pierdut viața duminică, în apropiere de Sydney, după ce a fost luat de ape, ridicând la șase numărul persoanelor înecate în weekendul de Paște din Australia, unde coasta de est a fost lovit de valuri uriașe, transmite AFP. Serviciile de urgență au încercat să salveze două perso
Un astronaut american și doi cosmonauți ruși au revenit pe Pământ după șapte luni pe ISS
Un american și doi ruși au revenit în siguranță pe Pământ după șapte luni petrecute la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS), transmite duminică agenția DPA. Capsula Soiuz care i-a transportat pe astronautul Don Pettit și pe cosmonauții Alexei Ovchinin și Ivan Wagner a aterizat duminică, la ora 01:30 GMT, în apropiere
Cercetătorii australieni anunță al șaselea episod de albire masivă care afectează Marea Barieră de Corali
Oamenii de știință australieni au raportat cel de-al șaselea episod de albire masivă la Marea Barieră de Corali petrecut după 2016, informează Xinhua. Într-un raport publicat miercuri seară, cercetători din mai multe agenții ale guvernului federal a anunțat că celebrul recif a fost afectat de ''un eveniment extins de albire'&
Trafic perturbat și risc de inundații și avalanșă în nordul Italiei și în sudul Elveției
Mai multe râuri din nordul Italiei au ieșit din matcă în urma ploilor abundente din regiune, autoritățile suspendând circulația în unele zone din apropierea cursurilor de apă, transmit joi agențiile DPA și AFP. Regiunea Piemont din nord-vest, cu capitala la Torino, a fost grav afectată, fiind lansate apeluri către popul
Indicii ale unei 'posibile activități biologice', detectate pe o exoplanetă
O echipă de astronomi a anunțat joi că au fost detectate cele mai promițătoare 'indicii ale unei posibile' vieți pe o planetă aflată în afara sistemului nostru solar. Alți oameni de știință au îndemnat, însă, la prudență, transmite AFP. Situată la 124 de ani-lumină de Terra, în constelația Leului, planeta K2-18b se află de mulți
Prima femeie germană care a ajuns în spațiu speră că realizarea sa îi va inspira pe alții
Specialista în robotică Rabea Rogge, devenită recent prima femeie germană care a ajuns în spațiul cosmic, și-a exprimat speranța că misiunea sa va inspira tinerii și în special femeile să studieze știința și tehnologia, transmite joi agenția DPA. Pornind de la propria experiență, tânăra de 29 de ani a subliniat importanța unui model de
Europa s-a confruntat cu inundații istorice în 2024, spun oamenii de știință
Europa s-a confruntat anul trecut cu cele mai extinse inundații din 2013, 30% din rețeaua hidrografică a continentului fiind afectată de inundații semnificative pe fundalul schimbărilor climatice cauzate de arderea combustibililor fosili, care au continuat să determine ploi torențiale și alte evenimente meteo extreme, au precizat marți oamenii de știință, informează Reuters.
Chat GPT-4.5 este primul model AI care a trecut cu brio testul Turing (studiu)
Modelele mari de limbaj (LLM) devin din ce în ce mai bune la a pretinde că sunt oameni, versiunea Chat GPT-4.5 reușind să treacă cu brio testul Turing, conform unui studiu publicat la 31 martie în baza de date preprint arXiv, dar care nu a fost încă revizuit în regim peer review, transmite luni Live Science. Cercetători
Cancerul de col uterin va fi eradicat în Danemarca până în 2040 (studiu)
Danemarca va eradica cancerul de col uterin până în 2040, grație adeziunii la programul de vaccinare anti HPV și a testelor de depistare, a anunțat luni Liga daneză pentru luptă împotriva cancerului, potrivit AFP. ''Chiar înainte de 2040, un număr atât de mic de femei vor fi afectate de această maladie, &i
'Trezirea' unei găuri negre în constelația Fecioarei îi intrigă pe astronomi (studiu)
Gaura neagră masivă aflată în centrul unei galaxii din constelația Fecioarei s-a 'trezit', producând jeturi de raze X la intervale aproape regulate, care îi intrigă pe astronomi, potrivit unui studiu publicat vineri, informează AFP. Situată la 300 de milioane de ani-lumină de Terra, galaxia îndepărtată SDSS1335+0728 a făcut p&ac
O specie de furnică agresivă se răspândește în nordul Germaniei
O specie de furnică agresivă se răspândește din ce în ce mai mult în nordul Germaniei și amenință să distrugă liniile de curent electric și conexiunile la internet, informează DPA. Furnicile din specia invazivă Tapinoma magnum, originară din regiunea mediteraneană, se răspândesc până în nordul Germaniei, la Köln și Hano
O mandibulă fosilă descoperită în largul coastelor Taiwanului confirmă răspândirea omului de Denisova în Asia
Un fragment de mandibulă descoperit în largul coastelor Taiwanului nu aparține omului de Neandertthal, așa cum se credea inițial, ci unei alte specii de hominizi dispăruți, omul de Denisova și confirmă răspândirea acestei specii de hominizi pe întreg teritoriul Asiei, conform unui studiu publicat joi în jurnalul Science, transmite vineri Live Science.